Філіпп Деттмер - Дивовижний імунітет. Про антитіла, інфекції та інші цікавинки імунної системи

Насправді ці молекули не можуть так швидко рухатися всередині клітин, оскільки на їхньому шляху трапляється багато інших. Вони постійно стикаються з молекулами води й інших білків. Кожна молекула штовхає інші, які, своєю чергою, штовхають її. Цей процес називають броунівським рухом, термін означає випадковий рух молекул у газі або рідині. Ось чому вода така важлива для наших клітин. Вона дає змогу молекулам інших речовин легко пересуватися. Попри хаотичність випадкових рухів шматочків білкового пазла, а може, і завдяки цій хаотичності в поєднанні зі швидкістю, у клітинах відбуваються всі процеси. Кожна молекула всередині клітини стикається з кожною з інших у середньому кожні кілька секунд [6] Це не означає, що функціонування людських клітин цілковито залежить від випадковості. Клітини мають багато чудових складних пристосувань для того, щоб доставляти певні молекули саме туди, де вони потрібні, але тут ми на цьому не зупиняємося. Якщо вас це цікавить, то існують транспортні білки, які рухаються вздовж клітинних мембран. Вони цікаві тим, що схожі на величезні кумедні ноги, що дивовижно стрибають уперед. Якщо у вас є вільна хвилина, щоб відволіктися, можете переглянути відео про них на YouTube . .

Спробуємо пояснити це якомога простіше. Щоб уявити основний принцип, який клітини використовують для зближення молекул різних речовин, вдалою метафорою буде приготування сандвіча. Якби, перебуваючи в клітині, ви захотіли приготувати бутерброд із повидлом, то найкраще було б підкинути тост і повидло в повітря й зачекати кілька секунд. Оскільки всі об’єкти в клітині рухаються дуже швидко, компоненти сандвіча зустрілися б самі, об’єднавшись у бутерброд, який ви змогли б просто взяти з повітря [7] Насправді це більше схоже на кидання в повітря тисяч тостів і шматочків повидла. Нашим клітинам замало одного бутерброда. Для їх функціонування потрібно дуже багато всіляких речовин. .

У мікросвіті форма молекул визначає, які з них можуть притягувати, а які – відштовхувати одна одну. Тому форма молекул білка визначає, як саме вони будуть взаємодіяти (тоді як кількість молекул білка певного виду визначає, як часто ця взаємодія відбуватиметься). Це й утворює різні типи взаємодії, які визначають біохімічні процеси в усіх клітинах на світі. Такі типи взаємодії мають принципове значення для біології, їх називають біологічними шляхами . Це вигадливий термін, яким називають низку взаємодій між окремими речовинами, що призводять до певних змін у клітині. Наприклад, до формування нових спеціальних білків або інших молекул, які вмикатимуть і вимикатимуть певні гени, унаслідок чого функціонування клітини у певний спосіб зміниться. Або ці зміни можуть спонукати клітину до дії, яка може видаватися проявом усвідомленої поведінки , скажімо реагувати на небезпеку, утікаючи від неї.

Ну гаразд. На останніх кількох сторінках було чи не забагато інформації. Хоча ми й не все дізналися про клітини, але таки чимало! Швиденько підсумуємо.

Клітини заповнені білками. Молекули білка нагадують шматочки об’ємного пазла.

Специфічна форма дає їм змогу поєднуватися або взаємодіяти певними способами з молекулами інших білків. Послідовності цих взаємодій, звані біологічними шляхами, змушують клітини виконувати певні функції. Саме це ми маємо на увазі, говорячи, що клітини – це білкові роботи, керовані біохімічними реакціями. Складні взаємодії між позбавленими свідомості й волі білками утворюють клітини, а складні взаємодії між клітинами утворюють доволі розумну імунну систему.

Як і надалі часто буватиме під час прочитання цієї книжки, тут перед нами постає важливе питання. Розбираючись у ньому, можна мимохіть ускочити в якусь із безлічі пасток. Конкретно в цьому разі виникає запитання, як і чому певна кількість позбавлених свідомості об’єктів можуть створити щось розумніше, ніж просто сума його частин. Це зазвичай не обговорюють, пояснюючи, як діє імунна система. Але, можливо, варто витратити якусь хвилину, перш ніж рухатися далі, оскільки це питання додає до характеристики імунної системи й наших клітин загалом ще одну дивовижну рису, про яку ми ніколи не замислюємося, сидячи вдома через грип або спостерігаючи, як загоюється рана.

Щоб пояснення не було абстрактним, вдамося до ще однієї аналогії. Поговорімо про мурах. Мурашки мають деякі спільні з клітинами властивості. Головна з них – відсутність власної свідомості. Не хочемо образити мурах, але якщо взяти одну мурашку й ізолювати її від інших, вона просто безпорадно никатиме навколо й буде не в змозі зробити щось корисне для себе. Проте якщо об’єднати багатьох мурах, вони зможуть обмінюватися інформацією, взаємодіяти й робити дивовижні речі. Разом мурашки будують складні споруди зі спеціалізованими зонами, як-от розплідники чи спеціальні місця для сміття, із вентиляційними системами, які контролюють потік повітря. Мурашки автоматично поєднуються в групи для різної роботи: пошуку їжі, захисту мурашника, догляду за потомством. І не як заманеться, а в співвідношенні, найкориснішому для виживання спільноти. Якщо одну з цих груп знищить, скажімо, голодний мурахоїд, який проходитиме повз, деякі з решти мурах змінять вид діяльності, щоб відновити потрібне співвідношення виконавців різних завдань. Мурашки роблять усе це, хоча не здатні до справжнього мислення. Але разом вони стають чимось більшим і можуть робити дійсно дивовижні речі, яких кожна з них самотужки ніколи не зробить. Подібне явище нерідко зустрічається в природі й має назву «емерджентність». Воно показує нам, що об’єкти можуть мати властивості та здібності, яких немає у їхніх частин. Отже, мурашина колонія може робити складні речі, тоді як окрема мураха – ні.